PROTÉASES
Toutes les enzymes agissant sur les protéines sont nommées enzymes protéolytiques ou protéases. La bromélaïne extraite de l’Ananas Comosus, la
papaïne provenant de la Papaya Carica L. et la ficaïne issue du Ficus Glabrata, constituent les enzymes protéolytiques du Catalyst C89. Celles-ci clivent les protéines afi n d’en dissocier les acides aminés, principaux constituants des protéines. L’épithélium intestinal de l’adulte est traditionnellement décrit comme imperméable aux protéines. Les conclusions des dernières recherches confi rment l’existence d’un transport signifi catif de protéines non dégradées et biologiquement actives, induisant une absorption de protéines comme source d’acides aminés et d’azote réalisée avant l’hydrolyse complète de peptides. Ces études suggèrent que l’absorption totale des azotes alpha-aminés est préférable et plus rapide provenant d’une hydrolyse enzymatique partielle de protéines qu’à partir d’un mélange équivalent d’acides aminés.
L’administration d’hydrolysats de protéines, constitués en oligopeptides formés d’acides aminés aboutissant à la synthèse de protéines, constitue le fondement du Catalyst C89 en son versant protéolytique lors d’associations à des nutriments, vitamines, minéraux et extraits secs végétaux afi n d’accroître considérablement le taux d’absorption, en quantité et en rapidité, par hydrolysation.
La papaïne
Trois cystéines protéases, la chymopapaïne, la caricaïne et la glycylendopeptidase du Carica papaya, libèrent
des oligopeptides et des acides aminés par dégradation protéinique exploitable par l’organisme. Cette simple
chaîne polypeptidique non glycosylée de 212 acides aminés, présentant une masse moléculaire de 23.429 Dalton et contenant 3 ponts disulfures, se replie pour former deux domaines de taille similaire au site actif, formant une cavité à l’interstice. D’un côté de la cavité
se situe le site catalytique du résidu cystéine, le Cys25, et de l’autre, le site catalytique du résidu histidine, le
His159, partiellement encastré dans une région hydrophobique. Les méthodes de purifi cation de la papaïne du Catalyst C89 additionnent une extraction
aqueuse et différents agents réducteurs et chélatants, une précipitation au sel et une extraction par solvant. Cette papaïne pure, dont l’activité enzymatique est maximale, est obtenue par « spray dryingÓ» avant
purifi cation par chromatographie d’affi nités, réfrigération à 4°C. et conversion en son dérivé mercuripapain, par addition de 2-pyridyl-papain disulfi de lié au réactif
2-2’-dipyridyl disulfure, afi n de conserver son authenti- cité. Cette protéase à thiols du Catalyst C89, auprès de laquelle la cystéine joue un rôle considérable au sein du site actif, est puissamment inhibée par les réactifs thiols et inversement activée par du 2-mercapto-éthanol. Il s’agit d’une protéine remarquablement stable, résistante à la dénaturation aux solvants organiques. Cette forme enzymatique présente une spécifi cité assez large et reconnaît son substrat peptidique sur une longueur de
7 acides aminés, la coupure intervient de préférence au voisinage d’une chaîne phénylalanine. Les peptides, tels que Ala-Ala-Phe-Ala dont la phénylalanine se situe en deuxième position avant leur C-terminal, ne sont pas clivés par l’enzyme et fonctionnent comme inhibiteurs compétitifs. Les enzymes de cette papaïne contiennent le groupe sulfhydryle, des atomes de soufre reliés à un atome d’hydrogène par une simple liaison, de la cystéine
présentant une puissante activité catalytique (le Cys25) et le groupe histidine (le His159). L’activité enzymatique de la
papaïne émane de la présence de cette dyade catalytique : Cys25 et His159. L’alkylation du groupe
sulfhydryle rend l’enzyme inactive. Cela signifi e que le Cys25 joue un rôle critique de nucléophile et que l’Asn175
oriente de manière considérable l’imidazole de l’histidine dans le site actif. Le groupe thiols (R-SH) de l’enzyme doit se présenter sous une forme réduite (R-S-) pour
développer une activité catalytique. La cystéine protéase requiert donc un environnement acide et assez réducteur
pour être activée. Le pH gastrique est donc indiqué, ce qui explique le choix de ce milieu pour le métabolisme du Catalyst C89 et sa forme galénique non-entérique. La formation d’un intermédiaire, l’acylenzyme, est une étape fondamentale dans l’hydrolyse. Celle-ci résulte d’une attaque nucléophile réalisée par le groupe thiols du
résidu cystéine sur l’atome de carbone du lien peptidi- que destiné au clivage : un carbonyle peptidique du substrat. L’intermédiaire tétraédrique est stabilisé par l’interaction de l’oxyanion (C-O-) au groupe approprié de
l’enzyme. Le clivage du lien est complété par un proton issu de l’His159 au fragment du produit libéré. Une fois ce
fragment relâché, il en résulte une enzyme acétylée : un thioester. Le groupe acyle du thioester est transféré à
une molécule d’eau par un processus lent libérant de l’acide carboxylique régénérant l’enzyme. Cette dernière peut alors recommencer un nouveau cycle catalytique. Le complexe Catalyst C89 peut donc être considéré comme un générateur protéolytique.
Si la composition en acides aminés de cette enzyme est similaire à celle de la papaïne en ses séquences d’acides aminés autour des sites actifs des résidus Cys et His, celle-ci possède un résidu cystéine additionnel.
Comme la papaïne, son inhibition est réalisée par la cys- tatine. La formule Catalyst C89 illustre cette synergie.
La cystéine protéase du Ficus Glabrata déploie consi- dérablement l’activité protéolytique de la papaïne
et développe une synergie en présentant une hydrolyse de la chaîne B oxydée, ce qui la différencie de la papaïne hydrolysant 10 liens, alors que la fi caïne n’hy- drolyse que 6 liens. Les résidus Gly, Ser, Glu, Tyr et Phe peuvent tous être accueillis par le sous-site S1 de la
fi caïne. Le sous-site S2, généralement considéré comme le principal déterminant de la spécifi cité des en- zymes, accepte les acides cystéiques, Val, Leu, Gly et Phe. L’activité de la fi caïne suggère une spécifi cité pour des chaînes latérales hydrophobes après activation
de la cystéine et des agents réducteurs, ce qui explique cette synergie.
La bromélaïne
L’endopeptidase principale « Stem Bromelain » a été re- tenue pour le Catalyst C89 et représente pratiquement 90% du matériel protéolytique actif de l’extrait
de l’écorce souterraine de l’Ananas Comosus.
La séquence complète déduite en acides aminés indique son appartenance à la même famille que la papaïne. Il s’agit d’une simple chaîne de protéines glycosylées d’une masse moléculaire de 24,5 kDalton contenant 212 résidus acides aminés et 7 cystéines dont l’une d’elles est impliquée dans la catalyse.
Les 6 autres sont associées en paires formant 3 liens disulfures. L’enzyme présente un point isoélectrique
de 9,55. La « Stem Bromelain » du Catalyst C89 a été purifi ée à partir de la poudre déshydratée de l’écorce de l’Ananas Comosus, par chromatographie d’affi nités. La substance obtenue est stockée sous forme lyophi- lisée après une inhibition réversible par le 2-hydroxyé- thyle disulfure, ce qui représente la forme de conser- vation de l’activité enzymatique la plus sécuritaire.
Ces cystéines protéinases, dont l’activité enzymatique dépend du groupe thiols du résidu cystéine, indiquent un mécanisme d’action catalytique commun à celui de la fi caïne et de la papaïne. L’alignement de la séquence d’acides aminés de la bromélaïne avec celui d’autres cystéines protéases comme la papaïne, les cathepsi- nes H, L et B, la papaya proteinase III, l’actinidine et la
calpaïne, précise que la « Stem Bromelain » fait bien partie de la famille des papaïnes. La séquence le long du site actif Cys (Cys-Gly-Ala-Cys-Trp-Ala-Phe dans le cas de la papaïne) est fortement conservée pour tous les différents membres des cystéines protéases. Le site actif Cys de la « Stem Bromelain », à peine inhibée par
la cystatine, est localisé à la position 26 de la séquence d’acides aminés, Cys25 dans le cas de la papaïne.
De plus, le site actif His, His159 dans le cas de la papaï- ne, est conservé dans toutes les séquences. La « Stem
Bromelain » présente une activité protéolytique impor- tante pour les substrats protéinés avec une préférence pour les acides aminés polaires. L’absorption entérique de ces protéinases, préservant la forme fonctionnelle, est aujourd’hui mise en doute. Le Catalyst C89 s’inscrit dans cette mouvance en adoptant une forme galénique non-entérique. Les dernières recherches prouvent l’ab-
sorption de bromélaïne par des méthodes de mesures d’activités protéolytiques sur substrat fl uorogénique Z-Arg-coumarin et par immunoprécipitations suivies d’une électrophorèse et d’une immunodétection.
Les résultats indiquent que la bromélaïne se lie à certai- nes protéines plasmatiques, notamment l’alpha- 2-macroglobuline et l’alpha-1-antitrypsine.